テラヘルツ帯原子・イオン禁制スペクトル線による銀河系内星間ガスの探査

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14702002
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡 朋治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (10291056)
• キーワード: 銀河系 / 星間物質 / テラヘルツ帯 / 超伝導素子

研究概要

今年度は、初年度に引き続きミクサー素子の開発を行うと同時に、HEB受信機用4K冷却デュワーの設計・製作および評価を行った。また平行して、中性炭素492GHzスペクトル輝線による銀河面サーベイ観測に着手した。
■Hot Electron Bolometer(HEB)ミクサー素子の開発
Nb超伝導体を用いた0.8THz帯,1.47THz帯HEBミクサー素子の開発を行っている。今年度は、様々な描画および成腺条件等を試すことにより、HEB素子の歩留まり向上と特性の改善を図った。機械式4K冷凍機による冷却試験も行い、超伝導特性の再現性を確認した。また、810GHzのLO信号に加えてHot/ColdのRF信号を入射してミキシングの試験も行い、IF出力応答の変化を確認するまでに至った。
■HEB受信機システムの開発
HEBミキサー素子を搭載する受信機冷却デュワーを設計・製作し、その性能評価を行った。冷凍機は、住友重機械工業製の小型閉サイクル4K冷凍機で、温度安定化を考慮してHeポット装着タイプを選定した。LO混合ワイヤーグリッドの熱雑音を抑えるため、これをデュワー内の冷却ステージ上に置くことにした。現在、こデュワー内にはHEB素子を除く全てのコンポーネントが装着されており、ミキサーマウントでの到達温度4.4K、温度変動5mK(rms)を実現している。
■中性炭素492GHzスペクトル輝線による銀河面サーベイ
可搬型18cmサブミリ波望遠鏡を、南米チリのアタカマ高地に設置し、限定的ながらCI^3P_1^<-3>P_0輝線による銀河面サーベイ観測を開始した。その結果、C^0/CO存在度が銀河系の内側ほど低くなる傾向が見出されたのと同時に、渦状腕上での中性ガス→分子ガスの相変化の様子が克明に描き出された。

研究成果

• [文献書誌] Oka, T., Iwata, M., Maezawa, H., Ikeda, M., Ito, T., Kamegai, K., Sakai, T., Yamamoto, S.: "SUBMILLIMETER-WAVE CI SPECTRAL LINES FROM THE NGC 1333 REGION"The Astrophysical Journal. 602. 803-815 (2004)
• [文献書誌] Seta, M., Hasegawa, T., Sakamoto, S., Oka, T., Sawada, T., Inutsuka, S., Koyama, H., Hayashi, M.: "DECTION OF SHOCKED MOLECULAR GAS BY FULL-EXTENT MAPPING OF THE SUPERNOVA REMNANT W44"The Astronomical Journal. 127. 1098-1116 (2004)
• [文献書誌] Kamagai, K., Oka, T., Yamamoto, S., et al.: "DISTRIBUTION OF [CI] EMISSION IN THE ρ-OPH DARL CLOUD"The Astrophysical Journal. 589. 378-385 (2003)